鋁合金論文鋁合金微弧氧化工藝

所屬分類：建筑論文閱讀次時(shí)間：2017-09-01 14:47

本文摘要：電流密度和時(shí)間對2A14鋁合金微弧氧化膜性能的影響，本篇鋁合金論文認(rèn)為電流密度的增大以及微弧氧化時(shí)間的增長，微弧氧化陶瓷膜層的厚度隨之增加，硬度也隨之增大。但過大的電流密度以及過長的微弧氧化時(shí)間將導(dǎo)致膜層致密性下降。2A14鋁合金微弧氧化的最優(yōu)

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　　電流密度和時(shí)間對2A14鋁合金微弧氧化膜性能的影響，本篇鋁合金論文認(rèn)為電流密度的增大以及微弧氧化時(shí)間的增長，微弧氧化陶瓷膜層的厚度隨之增加，硬度也隨之增大。但過大的電流密度以及過長的微弧氧化時(shí)間將導(dǎo)致膜層致密性下降。2A14鋁合金微弧氧化的最優(yōu)工藝參數(shù)為：電流密度9～11A/dm2，時(shí)間1.5h，占空比50%，頻率200Hz�！�鐵合金》雜志是國家科委、國家新聞出版署批準(zhǔn)公開發(fā)行的科技期刊，由中鋼集團(tuán)吉林鐵合金股份有限公司主辦，是我國鐵合金行業(yè)唯一具有一定權(quán)威性的專業(yè)技術(shù)期刊，也是我國冶金工業(yè)類學(xué)科的全國中文核心期刊。本刊已連續(xù)多年入選為中國科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊。

　　摘要：通過2A14鋁合金微弧氧化工藝研究，得出電流密度的增大以及微弧氧化時(shí)間的增長，微弧氧化陶瓷膜層的厚度隨之增加，硬度也隨之增大。2A14鋁合金微弧氧化的最優(yōu)工藝參數(shù)為：電流密度9A/dm2～11A/dm2，時(shí)間1.5h，占空比50%，頻率200Hz。

　　關(guān)鍵詞：微弧氧化;2A14鋁合金

　　微弧氧化(Micro-arcOxidation)技術(shù)是一種新型的表面處理工藝，其采用高于陽極化的高電壓、大電流，利用火花放電現(xiàn)象產(chǎn)生的高能量，使鋁合金制品表面生成以基底元素氧化物為主、電解液所含元素參與摻雜改性的復(fù)雜氧化物涂層。該技術(shù)工藝過程容易控制、操作簡單、處理效率高、對環(huán)境無污染，且能在任何不規(guī)則幾何體表面進(jìn)行均勻反應(yīng)，產(chǎn)生的陶瓷膜具有較高的顯微硬度。鋁合金微弧氧化技術(shù)大幅增強(qiáng)了材料的表面性能，特別適合于對耐磨、防腐性能要求較高的零部件使用。

　　1、2A14鋁合金微弧氧化工藝研究

　　1.1實(shí)驗(yàn)材料。本文利用2A14鋁合金試片研究電流密度及微弧氧化時(shí)間對微弧氧化膜層性能的影響。表1為2A14鋁合金化學(xué)成分.1.2實(shí)驗(yàn)工藝流程。實(shí)驗(yàn)前，先加工好所需要的微弧氧化試片，試片尺寸為100×50×10mm3。微弧氧化具體工藝流程為：化學(xué)除油-純水沖洗-微弧氧化-純水清洗-吹干-性能測試。

　　1.3試驗(yàn)設(shè)備。采用黑龍江省中俄科技合作及產(chǎn)業(yè)化中心研制的WHD-300型微弧氧化設(shè)備進(jìn)行微弧氧化實(shí)驗(yàn)。采用脈沖恒流控制，其最高額定電壓為750V。微弧氧化過程中若電解質(zhì)溶液溫度高于設(shè)定值35℃，冷卻系統(tǒng)便會自動工作以確保工件在小于35℃環(huán)境下完成微弧氧化過程。

　　1.4實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果。結(jié)合文獻(xiàn)資料及前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了如表2所示的實(shí)驗(yàn)方案1。固定微弧氧化時(shí)間為1.5h，占空比為50%，電源頻率為200Hz，研究電流密度對膜層性能影響。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。隨電流密度的增加，膜層的厚度與硬度均有所提高，但當(dāng)電流密度為24～26A/dm2時(shí)，微弧氧化膜表面比較粗糙，不夠致密。由此可見，當(dāng)電流密度增大到一定程度時(shí)會導(dǎo)致膜層質(zhì)量下降，較為優(yōu)化的電流密度參數(shù)為9～11A/dm2。固定電流密度為9～11A/dm2，利用第2組實(shí)驗(yàn)研究時(shí)間對微弧氧化膜層性能的影響。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。隨微弧氧化時(shí)間的增加，膜層硬度與厚度均有所增加，但是當(dāng)時(shí)間增大為3h時(shí)，微弧氧化膜層較為粗糙，不夠致密，較為優(yōu)化的微弧氧化時(shí)間為1.5h。

　　2、分析與討論

　　隨著電流密度的增加，陶瓷層的厚度和硬度均呈增長趨勢。這是由于在微弧氧化過程中，隨著電流密度的增加使得作用在陶瓷膜層上的能量增大，相應(yīng)的微弧氧化反應(yīng)驅(qū)動力增大，因而有利于陶瓷層快速增長。但隨著電流密度的增加，微弧氧化放電變得困難，使得終端放電集中在幾個(gè)點(diǎn)且能量偏高，使得陶瓷層表面變得更加粗糙、疏松，從而影響了陶瓷層的致密性。隨著微弧氧化時(shí)間的增加，陶瓷層的厚度和硬度均呈增長趨勢。這是由于隨著微弧氧化時(shí)間的增加，基體表面不斷的完成放電擊穿、熔融、冷凝、成膜的微弧氧化過程。但當(dāng)膜層厚度增大到一定程度后，放電擊穿變得越來越困難，膜層厚度變不再顯著增大。且長時(shí)間微弧氧化將導(dǎo)致膜層致密性下降。